Устройство для прерывания программ Советский патент 1980 года по МПК G06F9/48 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕРЫВАНИЯ Изобретение относится к вычислительной техники и может быть использовано, в частности, в управляющих вычислительных системах, работающих в реальном масштабе вре мени . . . Известно устройство 1 приорите ных прерываний, содержащее регистр масок, регистр приема заявок, вентили стробирования, регистр хранения заявок, схемы совпадения, схемы анализа приоритета, шифратор. Сигналы заявок поступают на регистр приема.заявок, где они хранятся до начала решения зэдачи. Схема анализа приоритетов определяет приоритет ность пришедших заявок и выдает в ЭВМ сигнал прерывания. По окончании р Гиения задачи, выз ван йс5Йвнеишим запросом, из ЭВМ- . р-оступает сигнал Отбой, покоторому восстанавливается исходное с тояние схемы, т., е. снимается защита от прерывания сигналами заявок о источников заявок низшего приоритет Если по причине сбоев или отказо в аппаратуре устройства или ЭВМ нарушился ход вычислительного процесса и нет сигнала об окончании решения задач, вызванных данным источ.ПРОГРАММ . НИКОМ заявок (сигнала Отбой)/ а на вхрд устройства пришел сигнал пoвтoiэнoй заявки с темже уровнем приоритета, то он фиксируется устройством и в ЭВМ вьвдается сигнал Прерывания и код приоритетного обращения для двойной заявки. . . Если после этого задача, отвечающая данному источнику заявок, успешно выполнена и восстановлен нормальный ход вычислительного процесса, то в устройство прерывания из ЭВМ поступает сигнал Отбой и схема, соответствующая даннсялу источнику заявок, устанавливается в исходное состояние.: Если в результате нарушения хода вычислительного процесса сигнал Отбой в устройство прерывания не поступает, а от данного источника заявок после двойной заявки поступает сигнал третьей (тройной) заявки, то схема выявления тройных заявок выдает в ЭВМ сигнал неисправновти. Описанное устройство ненадежно в работе; если из ЭВМ не будет выдан сигнал Отбой; то управляющая Система оказывается неработоспособНой. : / : - . Наиболее близким к предложенному техническому роиению является устройство 2 для прерывания программ, сОдёржащее регистр защиты, труппа входов которого является группой информационных входов устройства, шифратор, выходы которого являются

сбйтветствуищими адресными выходами устройства, первый элемент ИЛИ, выход которого является выходом прерывания устройства, и каналы прерывания, причем первые виход 6-го канала прерывания ( 17) .соответственно соединены с первым выходом (У -1)-то канала прерывания и с первым входом ( +1)-го канала прерывания, первый .вхрд первого канала прерывания является входом запрета прерываний устройства, второй выход -го канала прерывания подключены к i -м входам первого элемента ИЛИ И шифратора, а второй, третий и четвертые входы - соответственно кг -му

Т§$сШ: Э грУПпы входов внешних за- просов устройства, 1 -му выходу регистра защиты и входу ответа устройства ,

Устройство обрабатывает, внешние запросы, каждому из которых присваивается свой уровень приоритета. Каждай канал хранит внешний запрос до окончания выполнения программы прерывания, вызванной этим запросом, ilo окончании программы прерывания из ЦВМ выдается управляющийсигнал, который устанавливает работающий в текущий момент канал прерывания в исходное состояние, разраиая тем самым выполнение запросов низших уровней приоритета. Хранение принятого внашнего запроса до его полного выполнения, с учетом всех возможных прерываний со стороны внешних запросов более высокого уровня, позволяет

обслуживать внеиние запроса с ненулейой глубиной прерывания.

Недостатком устройства является его низкая надежность, обусловленная тем, что еслиИЗ ЦВМ не будет выдан управляющий сигнал., определяющий окончание программы прерывания,

то в се к i йа лы прёрыв ани я более низкого уровня приоритета окажутся отключенными от ЦВМ и обслуживаться не .

Цель изобретения - повышение надёжйости устройства.

Поставленная цель достигается тем,(ЧТО в предложенное устройство введены счетчик времени, группа входов я Труппа выходов которого подключены соответственно к группе информационных, входов и группе информационных выходов устройства, а выход переноса - к пятым входам каналов прерываний; триггер контроля; элемент И, второй и третий элементы ИЛИ, входы второго элемента ИЛИ подключены к соответствующим входам из группц управляющих входов - Устройства, и генератор импульсов.

При этом выход второго элемента ИЛИи выход переноса счетчика времени соединены с соответствующими входами третьего эл 1ента ИЛИ, выход которого и выход первого элемента ИЛИ подключены к -соответствующим входам триггер контроля, соединенно выходом с первым входом элемента И, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом генератора импульсов и счетным входом счетчика времени, шестой вход го канала прерывания соединен с i-тым входом из группы управляющих входов устройства.

Кроме того, канал прерывания содежит .триггер прерываний, триггер управления, триггер блокировки, четыре элемента И,два элемента ИЛИ и элемент НЕ, причем первые входы первых элементов И и ИЛИ соединены с первым входом второгоэлемента И и первым входом канала, п-ервый выход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ и через элемент НЕ со вторым входом второго элемента И, подключенного третьим входом к пятому входу устройства, а выходом к первым входам триггера блокировки jBTOporo ИЛИ, вторые входы кторых являются шестым входом канала, второй, третий и четвертый входы ко,торого подключены соответственно к первому и второму входам третьего- элмента И, соединенноготретьим,входом с выходе триггера управления и вторым входом первого элемента ИЛИ, и пвым входом четвертого элемента И, соединенного вторым входом с выходом первого элемента И и вторым выходом канала, выходы третьего и четвертого элементов И подключены к соответствующим входам триггера прерываний, выход которого подключен ко второму входу первого элемента И и .первому входу триггера управления, второй вход которого сое/дан ей с выходом второго элемента ИЛИ, четвертый, вход третьего элемента И соединен с вы- , ходом триггера блокировки.

На чертеже показана структурная схема предложенного устройства.

Устройство содержит цифровую вычислительную маишну (ЦВМ) 1, регистр 2 защиты, шифратор 3, первый элемент ИЛИ 4, счетчик 5 времени, генератор б импульсов, триггер 7 контроля, второй элемент ИЛИ 8, третий элаиент ИЛИ 9,элемент.И 10, каналы 11 прерываний, каждый из которых включает триггер 12 прерываний, триггер 13 управления, триггер 14 блокировки, элементы И 15 18, элементы ИЛИ 19 и 20, выход 21 прерывания, входы 22 группы информационных входов устройства, вхрд 23 ответа,- входы 24 группы управляю;щих входов устройства, входы 25 группы входов внешних запросов устройства, адресные выходы 26, вьгхр-;-, - 27 группы информационных выхо-И-; дов и вход 28 запрета прерывания устройства, элемент НЕ 29, ;

Устройство работает следующим образом.

В исходном состояний на выходах триггеров устройства установлены потенциалы, которые разрешают приём внешних запросов (сигналы с выходов триггера 13 управления, триггера 14 блокировки, регистра 2 зашиты) и блокируют генератор 6 сигналом с выхода триггера 7 контроля. Сигналы внешних запросов поступаютпо входам 25 и через элемент И 15 фиксируются триггерами 12 .соответствующих кайалов 11 прерывания.

Выходные Потенциалы триггеров 12 устанавливают соответствующие триггеры 13, выхода которых блокируют прии соответствующих внешних запросов. Сигналы с триггеров 12 и 13 поступают на входы элемента И 16 и элемента ИЛИ 19, которые выделяютзапрос, имеющий йысший приоритет. Элементами ИЛИ 19 обеспечивается сквозная передача сигнала запрета прерывания от высшего уровня приоритета к низшему. Приоритеты запросов уменьшаются слева направо в порядке возрастания номеров каналов прерывания. Подачей запрещающего потенциала на вход 28 первого канала прерываний запрещается передача запросов всех уровней в ЦВМ 1.

Сигнал на выходе элемента И 16 появляется в том случае, когда триггер 12 соответствующего канала 11 хранит внешний запрос (находится в единичном состоянии) , а триггеры 13 каналов прерывания более высокого уровня находятся в нулевом состоянии. Таким обр.азом, в любой момент времени на выходе элементов И 1Ь фор мируется только один .сигнал на прерыние, соответствующий наиболее приоритетному запросу.

Этот сигнал поступает на первый элемент ИЛИ 4, шифратор 3 и вход элемента И 17 соответствующего канала прерывания. На выходе элемента ИЛИ 4 формируется управляющий сигна1Л прерывания, а на выходе шифратора 3 - команда перехода, поступающие на выходы 21 и 26 устройства. Одновременно с этим сигнал прерывания устанавливает в единичное соетояние триггер 7, который через элемент И Ю подключает к счетному входу счетчика 5 выход генератора 6

После приема команды перехода ЦВМ по входу 23 выдает на вход-элементов И 17 всех каналов сигнал Запрос принят , которым производится установка триггера 12 прерывания работающего в текущий момент канала пррывания в нулевое состояние, Работающий канал определяется разрешаюндам потенциалам на выходе элемента И 16.

По Одной Из первых команд в программе прерыванля в счетчик 5 по входам 22 вводится в обратном коде зна™ чёние времени выполнения nporpaNiMM прерывания. Триггеры 13 хранят внешние запросы до полного их выполне- ния и через элемент ИЛИ 19 запрещают поступление в ЦВМ внешних запросов более низких приоритетов.

Триггеры управления устанавливаются в нулевое состояние по окончании прог-раммл, вызванной внешним запросом, для tero из ЦВМ по программе выдается управляющий сигнал по одному из управляющих входов 24. (каждому каналу соответствует свой управляпощий сигнал).Таким образом,на входе эле- мента ИЛИ 19 устанавливается разрешащий потенциал,т.е. снимается блокирока запросов низшего уровня приоритет и высший из них поступает на исполнение в ЦВМ. .,.,

Если ПО каким - либо причинам через определенное время программа не окончена, на.выходе переноса счетчика 5 появляется сигнал, который поступает на входы элементов И 18, Элементом И 18 определяется канал пррывания, который обслуживается в текущий момент времени. В таком ка.нале на петэвом входе элемента ИЛИ 19 всегда установлен разрешающий потенциал (поскольку выполняется всегда запрос с высшим уровнем приоритета) i а на его выходе-запрещающий потенциал (поскольку исполнение запросов с более низкими приоритетами запрещено). Сигнал с выхода элемента И 18 устанавливает в нулевое сосхояние триггер 13 и в единичное триггер 14 блокировки. Выходным потенциалом триггера блокировки на элементе И 15 отключается от:устройства неисправный канал прерывания, при этомс .так как триггеры прерываг И и управления в неисправном канале установлены в нулевое состояние, то разрешено выполнение запросов любых уровней относительно неисправного канала.

При прерывании одной программы другой (с более высоким уровнем приоритета) -прерывающей программой через входы 27 в ЦВМ Iвводится содержимое счетчика времени, которое восстанавливается в нем через входы 22 при возвращении .к выполнению.прерванной программы. - .

Таким образом, введение в устройство злетлентов для контроля времени выполнения прогр-амм прерывания позволяет при обнаружении неисятравного канала прерывания отключить его с сохранением работоспособности устройства по всем оставшимся каналам пре рывания, что увеличивает надежность устройства. Формула изобретения 1. Устройство для прерывания про рамм, содержащее регистр защиты, гр па входов которого является группой информационных входов устройства, шифратор, выходы которого являются соответствующими адресными выходами устройства, первый элемент ИЛИ, выход которого является выходом прерывания устройства, и каналы пре рывания, причем первые вход и выход 1 -го канала прерывания (i 1,М) соответственно соединены с первым выходом () -1)-го канала прерывания и с первьм входом (+1)го кана ла прерывания, первый вход первого канала прерывания является входом запрета прерываний устройства, второй выход 1 -го канала прерывания подключен к i -м входам первого эле мента ИЛИ и шифратора, а второй, третий и четвертые входы - соответственно к i -му входу из группы входов внешних запросов устройства 1 -му выходу регистра защиты и входу ответа устройства, о т л и ча ю щ е е с я тем, что, с целью пойышения надежности, в устройство введены счетчик времени, группа входов и группа выходов которого подключены соответственно к группе информационных входов и группе информационных выходов устройства, а выход переноса - к пятым входам каналов прерываний, триггер контроля, элемент И, второй и третий элементы ИЛИ, входы второго элемента ИЛИ подключены к соответствующим входам из группы управляющих входов устройства, и генератор импульсов, причем выход второго элемента ИЛИ и выход переноса счетчика времени соединены с соответствую щими третьего элемента ИЛИ выход которого и выход первого элемента ИЛИ подключены к соответствую щим входам триггера контроля, соединенного выходом с первым входом элемента И, вт.орой- входи выход которого соединены сооответственно с выходом Генератора импульсов и счетным входом счетчика времени, шестой вход 1 -го канала прерывания соединен с i -тым входом из группы управпяющих входов устройства. 2. Устройство по п.. 1, отличающееся т.ем, что канал прерывания содерж ит триггер прерываний, триггер управления, триггер блокировки, четыре элемента И, два элемента ИЛИ и элемент НЕ, причем первые входы первых элементов И и ИЛИ соединены с первым входом второго элемента И и первым входом канала , первый выход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ и через элемент НЕ - со вторым входом второго элемента И, подключенного третьим входом к пятому входу устройства, а выходом - к первым входам триггера блокировки и второго элемента ИЛИ, вторые входы которых, являются шестым входом канала, второй , третий и четвертый входы которого подклю ены соответстйенно к первому и второму входу третьего элемента И, соединенного третьим входом с выходом триггера управления и вторым входом первого элемента ИЛИ, и первым входом четвертого элемента И, соединенного вторым входом с выходся первого элемента И и вторым выходом канала, выходы третьего и четвертого элементов И подключены к соответствующим входам триггера прерываний, выход которого подключен ко второму входу первого элемента И и первому входу триггера управления, второй вход которогО соединен с выходом второго элии1ента ИЛИ, четвертый вход третьего элемента И соединен с выходом триггера блокировки., Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР №436354, м. кл G 06 F 9/18, 1974. 2. Заявка СССР № 2358458/18-24, м. кл. G 06 F 9/18, 1976 (прототип) .